浅谈10kV架空线路防雷措施

浅谈10kV架空线路防雷措施

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（1.国网北京丰台供电公司北京100072；2.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心北京100088）

摘要：10kV架空线路具有分布区域广，结构复杂，绝缘水平较低等特性。由于其暴露在室外受天气影响较大，雷击跳闸在10kV架空线路跳闸中占的比例不容忽视。严重危害架空电网的安全性。给人们的生产和日常生活带来诸多不便。因此,研究并采取10kV架空线路的防雷措施,可大大减少架空线路故障,进而降低电网事故的频率。本文针对10kV架空线路经常发生雷击停电事故原因进行探讨分析，结合实际情况就10kV架空线路防雷提供综合改进措施，使10kV架空网供电更可靠、更稳定。

关键词：架空线路；防雷设备原理；解决措施

引言

近年来电力工作人员通过对配网10kV架空线路运行过程中的安全隐患及故障原因进行统计和分析，发现混合电网的架空环节受到雷击危害和影响较大。统计数据显示，在10kV架空线运行时，其跳闸次数的75%~85%均是受到雷电影响。特别是在一些地理条件复杂的地区，土壤电阻率较大，产生雷击危害的频率更高。国网北京市电力公司近年来通过配电网改造提升工程，投入巨资提升电网的健康度，降低配网故障率。然而单纯的配网改造提升，对于降低雷电影响的作用有限。增加对10kV架空线路防雷工作关注度，利用合理化的方法来进行管理和预防，保证10kV架空线路安全运行意义重大。

1现状调查及事故原因分析

1.1现有的防雷措施

雷电对架空线路的影响有两种，一种是直击雷，普通的防御措施难以奏效；另一种是感应雷，可以采用设备和运维上的措施来降低其对架空线路的影响。北京地区的配网线路防雷主要是依靠柱上避雷器及接地引线的作用完成。目前国内10kV配电架空线路的主要避雷措施如下：（1）台区的跌落式熔断器与变压器之前装设高压避雷器组。（2）架空线路分段断路器的电源、负荷侧分别装设高压避雷器组。（3）配电线路在雷击气候较多区域电杆上装设过电压保护器。（4）绝缘导线的每个档距装设防雷线夹。

1.2雷击跳闸数据统计

根据公开的数据，对北京供电公司近几年事故跳闸数进行统计分析，发现10kV配电架空线路因雷击跳闸数占总量的比例不大，但雷击跳闸造成的永久性故障比例很高。

1.3雷击跳闸原因分析

（1）避雷设备质量不佳。架空线路所用避雷器的质量不达标，避雷器方波电流达不到国家标准，当发生雷电时避雷器易被击爆，进而引起线路跳闸。（2）避雷器结构问题。北京地区之前大量使用跌落式避雷器为，因跌落式避雷器的结构特点，避雷器与接地体通过可拆卸的活动连接口中的一个小铁片互相接触，无法通过强大的雷电流，其泄流能力不强，不能有效泄流，容易造成线路残压过高，击爆设备。同时，这些避雷器在遭受雷击时自动脱扣，这样虽然可以有效降低线路单相接地可能性，但是对于雷击密度较高的地方来说，如果下一个雷电再次影响线路该区段，则会因没有避雷器保护造成线路雷击跳闸。（3）过电压保护器装设位置不合理。过电压保护器设置选点主要是根据事后处理原则，比如说今年在某位置发生了雷击，那么在第二年的大修项目或技改项目中，安排资金增设避雷器。这就没有结合北京地区落雷的分布进行整体考虑，过电压保护器设置位置不够全面，当发生新一轮雷电天气时，未设置过电压保护器的配电线路无法受到有效保护，进而引发配电线路雷击跳闸。（4）施工工艺不合格。部分防雷线夹设置时没有拧断力矩螺丝，防雷线夹内的穿刺未穿破绝缘层，导致防雷线夹与导线接触不够稳定，在发生雷电时易引发防雷线夹损坏或导线烧断等情况，影响使用效果。

2防雷设备原理分析

2.1氧化锌避雷器

氧化锌避雷器的工作原理：因氧化锌材料的非线性伏安特性（材料两端电压低时电阻很大，电压升高时电阻迅速降低），当线路正常供电运行时，作用于避雷器两端的电压为工频电压，此时避雷器自身电阻很大，流过其的电流可忽略不计，不会对配电线路的正常运行造成影响。只有当架空线路遭受直击雷或感应雷时，此时避雷器承受过电压，避雷器中的氧化锌电阻迅速下降，通过并联通道泄放过电压能量，从而保护线路，使电力系统得以继续正常工作，不至于跳闸停电。等到雷电波过后，氧化锌避雷器恢复到大电阻状态，电力系统原有网架拓扑结构不会发生变化。

2.2过电压保护器

过电压保护器与普通氧化锌避雷器相比增加了引流环结构，引流环与避雷器连接，与架空导线之间保留一个适当的空气间隙，在配电线路正常供电运行状态下，空气间隙阻断工频电压，此时避雷器可理解为不工作（理论使用寿命更长）。当架空线路在直击雷或感应雷的冲击下，该空气间隙被过电压击穿，电弧在引流环上燃烧，将雷电能量通过避雷器引至大地；雷电过电压结束后，避雷器本体仅承受线路正常供电运行的工频电压，其电阻在极短时间内突然变大，雷电流电弧被抑制在较低数值，短时间内能够自然熄灭，架空导线停止对避雷器放电，从而保护线路。

3架空线路防雷综合措施

3.110kV裸导线架空线路配置

（1）每间隔5基电杆装设一组线路避雷器。（2）线路避雷器之间间隔不超过300m，且每个耐张段内最少配置一组线路避雷器。（3）变电站出线4基电杆内如没有设备的，装设一组线路避雷器。（4）在山顶附近的海拔较高电杆或迎风坡上，对线路档距较长的，每间隔一基电杆装设一组避雷器。（5）在架空线路联络开关两侧各装设一组避雷器。（6）每个台区在跌落式熔断器与变压器之间装设一组高压避雷器组；台区前后4个档距或超过200m没有第二个台区的，必须在台区的第一基杆塔处装设防雷线夹或者过电压保护器组。（7）10kV线路柱上分段开关、隔离开关两侧都必须各装设一组避雷器。（8）位于线路末端的台区前一基电杆装设一组避雷器。（9）T接点如没有柱上分段开关、隔离开关等，须装设避雷器。（10）在平原和山区过渡地区架设线路时，在上山第一基电杆和下山第一基电杆各配置一组线路避雷器。目前在北京地区，裸导线一般只存在于山区地带。对于裸导线防雷还需结合当地实际情况进一步研究。

3.210kV绝缘导线架空线路配置

（1）每隔10基电杆设置一组线路避雷器。（2）每2基电杆配置一组防雷线夹。（3）变电站出线段5基电杆内如没有设备的，设置一组线路避雷器。（4）其他情况与祼导线配置方案一致。

3.3地网设置要求

（1）对各类需接地的设备、装置，其接地网电阻值必须满足相关规程、规范要求。（2）定期对接地网的接地电阻值进行监测，确保不因接地电阻过高造成反击。（3）定期对地网引下线与地网的连接状况进行监测，确保其连接可靠。

结束语

为提高10kV配电架空线路防雷水平，解决架空线路防雷效果不理想、线路遭受雷击易跳闸。电力工作者制定了不同类型、不同区域内线路的差异化配置防雷设计方案，确保10kV配电架空线路的可靠、稳定运行。千方百计降低故障率、提高电网可靠性，保障首都电力供应万无一失是每一名首都电力工作者的愿望，也是电力工作者在实践中不断进步的必然结果。

参考文献

[1]章伟.10kV架空配电线路防雷措施研究与应用[D].上海交通大学,202.

[2]黄志球.浅谈10kV配电线路防雷保护措施[J].科技与企业,202,22:67-68.

[3]孙夙睿,车长友.10KV架空输电线路防雷措施探讨[J].科技创新与应用,202,34:84.